Gelée de Wharton

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La gelée de Wharton (substantia gelatinea funiculi umbilicalis)[1] est un tissu conjonctif embryonnaire, la prédominance de sa substance fondamentale lui donne une matrice extracellulaire très fluide. Son rôle est d'emballer le cordon ombilical. On y trouve également des cellules différenciées, des fibroblastes, qui ont une matrice plus riche en fibre.

Cordon ombilical vu en coupe, avec la gelée de Wharton entourant les deux artères, la veine et l'allantoïde centrale.

Histoire

La gelée de Wharton tient son nom de son découvreur, l'anatomiste Thomas Wharton (1614–1673)[2].

Fonctions

En tant que tissu conjonctif muqueux riche en protéoglycanes, cette gelée forme un tissu élastique et résistant protégeant les vaisseaux ombilicaux d'éventuelles pressions durant toute la vie intra-utérine[3].
Puis lors de l'accouchement, quand la gelée de Wharton est exposée à l'air et à des changements de température, elle se modifie en provoquant une constriction de la structure du cordon ombilical, assurant un serrage physiologique du cordon (occlusion physiologique) dans les 5 minutes (en moyenne) qui suivent la naissance.

Développement embryologique

Le tissu conjonctif de la gelée de Wharton provient du mésoblaste extra-embryonnaire du pédicule embryonnaire, le mésenchyme.

Ultrastructure et composition

Ce tissu conjonctif est revêtu de la membrane amniotique indissociable du cordon (contrairement à l'amnios).
Il est pauvre en collagène et contient surtout des polysaccharides (mucopolysaccharides acides plus précisément) où se retrouvent des myofibroblastes (notamment autour des vaisseaux), des mastocytes et quelques macrophages. Il est essentiellement composé d'acide hyaluronique et de sulfate de chondroïtine).

Cellules souches

Les cellules souches étaient souvent prélevées dans le sang de cordon[4], mais au début des années 2000 on s'est rendu compte que des cellules de la gelée de Wharton expriment plusieurs gènes de cellules souches, dont la télomérase. On y a remarqué aussi, dans le tissu conjonctif mucoïde, des cellules de type fibroblaste évoquant des cellules souches. L'analyse par cytométrie en flux a révélé que les cellules mésenchymateuses isolées des cordons ombilicaux expriment les récepteurs matriciels (CD44, CD105) et les marqueurs d'intégrine (CD29, CD51), mais sans exprimer aucun marqueurs de lignée hématopoïétique (CD34, CD45)[5]. Ces cellules expriment aussi beaucoup de marqueurs de cellules souches mésenchymateuses (SH2, SH3) [5]. La gelée de Wharton contient donc bien des cellules souches ; elles peuvent en être extraites, cultivées in vitro et dans certains conditions, et ensuite se différencier en divers types de cellules matures (y compris en neurones, dont on ne sait pas encore s'ils sont vraiment fonctionnels)[5].
Les cellules souches dérivées de la gelée de Wharton sont dites mésenchymateuses car provenant du mésenchyme et elles peuvent avoir un effet immunomodulateur sur les lymphocytes[6] ; Ces cellules ont bien un potentiel multi-lignage qui permet de les utiliser pour des études sur la différenciation cardiaque humaine précoce, la génomique fonctionnelle ou pour produire des tests pharmacologiques, des thérapies cellulaires ou les utiliser en ingénierie tissulaire, avec des enjeux éthiques et techniques moins problématiques que quand il faut les prélever sur des animaux, des personnes vivantes ou récemment décédées[5].

  • On sait par exemple induire leur différenciation en cardiomyocytes (en les traitant par de la 5-azacytidine ou en les cultivant dans un milieu conditionné par des cardiomyocytes) ; elle produisent alors de la N-cadhérine et la troponine cardiaque I[5].
  • on sait aussi induire leur différentiation en lignées adipogènes ou ostéogéniques[5].
  • Une étude récente a montré que la greffe de tissu gélatineux de Wharton peut réduire les lésions cérébrales traumatiques et avoir un potentiel thérapeutique[7].
  • Il a aussi été proposé d'utiliser des cellules souches mésenchymateuses extraites de la gelée de Wharton pour aider des patients gravement malades du COVID-19. Cette thérapie dite UC-MSCs (pour « umbilical cord mesenchymal stem cells ») vise à ce que leur système immunitaire ne déclenche pas, face au virus SARS-CoV-2 la tempête de cytokine qui dans ces cas entraine souvent une défaillance générale des organes et la mort[8].

Voir aussi

Articles connexes

Lien externe

Bibliographie

  • Irvine AE, Morris TC, Kennedy H et al. Human umbilicalcord conditioned medium: a stimulus for human CFU-G.Exp Hematol 1984;12:19–24
  • Kadner A, Hoerstrup SP, Tracy J et al. Human umbilicalcord cells: a new cell source for cardiovascular tissue engi-neering. Ann Thorac Surg 2002;74:S1422–S1428
  • Mitchell KE, Weiss ML, Mitchell BM et al. Matrix cellsfrom Wharton’s jelly form neurons and glia. STEM CELLS2003;21:50–60
  • Meyer FA, Laver-Rudich Z, Tanenbaum R. Evidence for amechanical coupling of glycoprotein microfibrils with col-lagen fibrils in Wharton’s jelly. Biochim Biophys Acta1983;755:376–387
  • McElreavey KD, Irvine AI, Ennis KT et al. Isolation, cultureand characterisation of fibroblast-like cells derived from theWharton’s jelly portion of human umbilical cord. BiochemSoc Trans 1991;19:29S
  • Mitchell KE, Weiss ML, Mitchell BM, Martin P, Davis D, Morales L, Helwig B, Beerenstrauch M, Abou-Easa K, Hildreth T, Troyer D, Medicetty S. Matrix cells from Wharton's jelly form neurons and glia. Stem Cells. 2003;21(1):50-60.
  • Palka J, Bankowski E, Jaworski S. An accumulation of IGF-I and IGF-binding proteins in human umbilical cord. MolCell Biochem 2000;206:133–139
  • Rao CV, Li X, Toth P et al. Expression of epidermal growthfactor, transforming growth factor-alpha and their commonreceptor genes in human umbilical cords. J Clin EndocrinolMetab 1995;80:1012–1020

Notes et références

  1. ↑ Wharton's jelly dans le Merriam-Webster Medical Dictionary.
  2. ↑ Thomas Wharton: Adenographia: sive glandularum totius corporis descriptio. London, 1656, p. 243-244.
  3. ↑ Sadler, Thomas W., « Langman's medical embryology. », Lippincott William & Wilkins, (ISBN 978-0-7817-9069-7, consulté le )
  4. ↑ , Studies Find | StemCellNews.com, 13 May 2005
  5. ↑ a b c d e et f (en) Hwai-Shi Wang et Shih-Chieh Hung, « Mesenchymal Stem Cells in the Wharton's Jelly of the Human Umbilical Cord », sur Stem Cells, (DOI 10.1634/stemcells.2004-0013, consulté le ), p. 1330–1337
  6. ↑ Changhui Zhou et Bo Yang, « Immunomodulatory effect of human umbilical cord Wharton's jelly-derived mesenchymal stem cells on lymphocytes », sur Cellular Immunology, (ISSN 1090-2163, PMID 22004796, PMCID 3235326, DOI 10.1016/j.cellimm.2011.09.010, consulté le ), p. 33–38
  7. ↑ Tian Cheng et Bo Yang, « Wharton's Jelly Transplantation Improves Neurologic Function in a Rat Model of Traumatic Brain Injury », sur Cellular and Molecular Neurobiology, (ISSN 1573-6830, PMID 25638565, PMCID 4481175, DOI 10.1007/s10571-015-0159-9, consulté le ), p. 641–649
  8. ↑ « Expanded Umbilical Cord Mesenchymal Stem Cells (UC-MSCs) as a Therapeutic Strategy In Managing Critically Ill COVID-19 Patients: The Case for Compassionate Use », Pain Physician, American Society of Interventional Pain Physicians, vol. 23, no 2,‎ (lire en ligne, consulté le )